(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
総圧下率６５〜９０％の塑性加工に次いで８０〜１５０℃の範囲で１０分以上熱処理されて製造され、スパッタリングされる表面に、結晶粒を形成する粒界の隣り合う角同士を直線で結んだ際にできる線分の垂線方向へのはみ出しが０．１ｍｍ未満であり、５０μｍ以上直線領域がある直線状粒界を有する結晶粒をもち、当該結晶粒の面積割合が６５．１％以上であるインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項２】
前記直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が８８．９％以上である請求項１に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項３】
前記塑性加工の総圧下率が８０％以上である請求項１又は２に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項４】
前記熱処理は１２０℃以上で２時間以上行う請求項１〜３の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項５】
以下のスパッタリング条件：
・スパッタガス：  Ａｒ
・スパッタガス圧：  ０．５Ｐａ
・スパッタガス流量：  ５０ＳＣＣＭ
・スパッタリング温度：  無加熱
・投入スパッタパワー密度：  ２．０Ｗ／ｃｍ2
・基板：φ４インチ×０．７ｍｍｔ
でスパッタを１時間連続して行ったときに、アーキング回数が０である請求項１〜４の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項６】
孔径５０μｍ以上の空隙が１個／ｃｍ3以下である請求項１〜５の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項７】
前記直線状粒界の少なくとも一部が対応粒界であり、対応粒界のΣ値が７である請求項１〜６の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項８】
スパッタリングされる表面におけるΣ７対応粒界長さの全結晶粒界長さに対する割合が７１．４％以上である請求項１〜７の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材がバッキングプレート上にボンディングされているスパッタリングターゲット。
【請求項１０】
インジウムインゴットに対し、総圧下率６５〜９０％の条件で塑性加工する工程と、塑性加工に次いで８０〜１５０℃の範囲で１０分以上熱処理する工程を含むインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１１】
前記塑性加工の総圧下率が８０％以上である請求項１０に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法。
【請求項１２】
前記熱処理は１２０℃以上で２時間以上行う請求項１０又は１１に記載のインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインジウム製スパッタリングターゲット部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インジウムは、Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ系（ＣＩＧＳ系）薄膜太陽電池の光吸収層形成用のスパッタリングターゲット部材として使用されている。
【０００３】
従来、インジウムスパッタリングターゲット部材は溶解鋳造法によって主に製造されている。
特公昭６３−４４８２０号（特許文献１）にはバッキングプレートにインジウムの薄膜を形成した後、該薄膜の上にインジウムを流し込み鋳造することでバッキングプレートと一体に形成する方法が記載されている。
また、特開２０１０−２４４７４号公報（特許文献２）では、加熱された鋳型に所定量のインジウム原料を投入して溶解し、表面に浮遊する酸化インジウムを除去し、冷却してインゴットを得、得たインゴット表面を研削してインジウムターゲットを得るに際し、所定量のインジウム原料を一度に鋳型に投入せずに複数回に分けて投入し、都度生成した溶湯表面の酸化インジウムを除去し、その後、冷却して得られたインゴットを表面研削して得る方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６３−４４８２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようにして得られたインジウムターゲットは成膜レートが不十分であり生産性が低いという問題がある。また、スパッタ中にアーキングが発生しやすく、エロージョン表面が荒れ、パーティクルが基板に付着することによって歩留まりが低下するという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、高い成膜レートが得られ、好ましくはアーキングの発生も抑制可能なインジウムスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討したところ、酸によるエッチングや電解研磨、スパッタといった手段により結晶組織を見やすくし、表面方向から観察した際に、結晶粒内に直線状粒界を有するターゲットは、直線状粒界をもたないターゲットに対し、成膜レートが高くなることを発見した。さらに、この直線状粒界をＥＢＳＰにより解析したところ、直線状粒界を挟んだ結晶同士が、幾何学的に整合性のある関係となっていること、すなわち、直線状粒界が対応粒界であることが分かった。そして、この対応粒界はΣ７であることを見出した。
【０００８】
上記知見を基礎として完成した本発明は一側面において、スパッタリングされる表面に直線状粒界を有する結晶粒をもち、当該結晶粒の面積割合が６５．１％以上であるインジウム製スパッタリングターゲット部材である。
【０００９】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の一実施形態においては、前記直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が８８．９％以上である。
【００１０】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の別の一実施形態においては、総圧下率６５〜９０％の塑性加工に次いで８０〜１５０℃の範囲で１０分以上熱処理されてできたものである。
【００１１】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、前記塑性加工の総圧下率が８０％以上である。
【００１２】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、前記熱処理は１２０℃以上で２時間以上行ってできたものである。
【００１３】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、以下のスパッタリング条件：
・スパッタガス：  Ａｒ
・スパッタガス圧：  ０．５Ｐａ
・スパッタガス流量：  ５０ＳＣＣＭ
・スパッタリング温度：  無加熱
・投入スパッタパワー密度：  ２．０Ｗ／ｃｍ2
・基板：φ４インチ×０．７ｍｍｔ
でスパッタを１時間連続して行ったときに、アーキング回数が０である。
【００１４】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、孔径５０μｍ以上の空隙が１個／ｃｍ3以下である。
【００１５】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、前記直線状粒界の少なくとも一部が対応粒界であり、対応粒界のΣ値が７である。
【００１６】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の更に別の一実施形態においては、スパッタリングされる表面におけるΣ７対応粒界長さの全結晶粒界長さに対する割合が７１．４％以上である。
【００１７】
本発明は別の一側面において、本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材がバッキングプレート上にボンディングされているスパッタリングターゲットである。
【００１８】
本発明は更に別の一側面において、インジウムインゴットに対し、総圧下率６５〜９０％の条件で塑性加工することを含むインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法である。
【００１９】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法の一実施形態においては、塑性加工に次いで８０〜１５０℃の範囲で１０分以上熱処理する工程を含む。
【００２０】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法の別の一実施形態においては、前記塑性加工の総圧下率が８０％以上である。
【００２１】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材の製造方法の更に別の一実施形態においては、前記熱処理は１２０℃以上で２時間以上行う。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るスパッタリングターゲットを使用してスパッタすることにより、高い成膜レートでの成膜が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スパッタリングにより表面の加工変質層を除去後のターゲット部材表面をデジタルカメラ撮影した場合の、直線状粒界を有する本発明に係るターゲット部材（左側）及び従来のターゲット部材（右側）の結晶粒の表面写真の例を示す。
【図２】酸エッチングにより表面の加工変質層を除去後のターゲット部材をデジタル顕微鏡により撮影した場合の、直線状粒界を有する本発明に係るターゲット部材（左側）及び従来のターゲット部材（右側）の結晶粒の表面写真の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（１．直線状粒界）
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材では、ターゲット部材のスパッタリングを受ける表面において直線状粒界および直線状粒界を有する結晶粒の面積割合を規定している。
本発明において、「直線状粒界」とは、結晶粒を形成する粒界の隣り合う角同士を直線で結んだ際にできる線分の垂線方向へのはみ出しが０．１ｍｍ未満である粒界とする。なお、この評価はデジタル顕微鏡により、５０倍の倍率で撮影した像に対し行ない、評価する線分の太さは０．０１ｍｍとする。また、直線とは、５０μｍ以上直線領域がある場合を意味し、５０μｍ未満の場合は直線には含めない。エッチングにより粒界を見やすくした場合、エッチングの程度によっては粒界が削れるケースがあるが、直線状が損なわれる訳ではない。そこで、本発明では、このような場合は、削れた粒界の側縁を、観察対象とする結晶粒における粒界として定義する。
本発明において、「直線状粒界を有する結晶粒」とは結晶粒を形成する粒界のうち、１つ以上が上記直線状粒界の定義を満たす粒界を有する結晶粒である。従来製品化されているインジウム製スパッタリングターゲットにおいて、結晶粒界はほぼ曲線状であるのに対し、本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材では直線状粒界が数多く存在している。
【００２５】
直線状粒界は、組織が十分に見える形で観察しなければならない。例えば、ターゲット表面に存在する加工変質層を、酸によるエッチング、電解研磨、スパッタリング等により除去し、観察する。観察は目視によって行なってもよいし、デジタルカメラ、デジタル顕微鏡、電子顕微鏡などを用いても良い。図１に、スパッタリング後のターゲット部材表面をデジタルカメラ撮影した場合の、直線状粒界を有する本発明に係るターゲット部材（左側）及び従来のターゲット部材（右側）の結晶粒の表面写真の例を示す。図２に、酸によるエッチング後のターゲット部材をデジタル顕微鏡により撮影した場合の、直線状粒界を有する本発明に係るターゲット部材（左側）及び従来のターゲット部材（右側）の結晶粒の表面写真の例を示す。スパッタリング後のデジタルカメラ写真では、本発明品では明らかに直線状粒界が観察できるが、比較例として示した従来のインジウムターゲットではみられない。また、酸によるエッチング後の表面のデジタル顕微鏡写真においても、本発明品では直線状粒界が観察できるが、従来品である比較例にはみられない。
【００２６】
（２．直線状粒界を有する結晶粒の面積割合）
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材では、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合を規定している。直線状粒界を有する結晶粒の面積割合を高くすることにより、成膜レートを上昇させる効果が得られる。その理由は定かではないが、粒界エネルギー等が影響しているものと推察される。当該面積割合が小さすぎると成膜レートの上昇効果が少ないことから、本発明においては当該面積割合が１０％以上であることを要件としており、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上、更により好ましくは２５％以上であり、更により好ましくは３０％以上であり、更により好ましくは４０％以上であり、更により好ましくは５０％以上であり、更により好ましくは６０％以上であり、更により好ましくは７０％以上であり、例えば３０％〜１００％とすることができる。
【００２７】
本発明においては、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合を以下の方法で測定する。インジウムターゲットを酸によりエッチングしたり、電解研磨したり、スパッタリングしたりすることにより表面の加工変質層を取り除き、組織を観察しやすくする。その後、表面側からデジタルカメラ等により撮影し、撮影された画像を画像処理ソフトなどにより直線状組織を有する結晶の面積および撮影視野面積を求める。直線状粒界を有する結晶粒の面積割合は｛（直線状組織を有する結晶の面積）/（撮影視野面積）｝×１００（％）で表される。なお、撮影視野の大きさは、少なくとも１０個以上の結晶粒を含む面積で測定する。
【００２８】
（３．対応粒界）
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材では、対応粒界長さと全ての粒界長さの割合も規定している。対応粒界とは、幾何学的に整合性の高い特殊な粒界のことであり、対応粒界を有する材料は、一般的な粒界（ランダム粒界）のみを有する材料と比較して、化学的、力学的に優れた性質をもつことが多い。対応粒界は具体的には、結晶粒界を挟んだ隣接した結晶同士の片方を結晶軸周りに回転したときに、格子点の一部が他方の結晶粒の格子点に周期的に一致する（この格子点を対応格子点と呼ぶ）ような関係になる粒界である。このとき、元の単位胞体積と対応格子点により新たに形成された単位胞体積の比をΣ値という。対応粒界については、例えば「セラミック材料の物理−結晶と界面−」（日刊工業新聞社  幾原雄一編著  ２００３年、８２頁）に記載されている。
【００２９】
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材においては、直線状粒界はΣ７の対応粒界であることが確認されている。本発明において、インジウムの場合、ある粒界を挟んだ結晶同士が＜１１０＞軸を共通回転軸として約８５．５°（８５．５°±１°）の回転で向きが一致する関係のとき、その粒界のΣ値が７とする。
【００３０】
（４．対応粒界長さの割合）
本発明に係るインジウム製スパッタリングターゲット部材では、結晶組織をターゲット表面側からＥＢＳＰ観察した際に、観察視野（３．５ｍｍ×３．５ｍｍ以上）中の全ての粒界長さに対する対応粒界長さの割合を規定している。対応粒界長さの割合を高くすることにより、成膜レートが上昇する効果が得られる。当該粒界長さ割合が小さすぎると成膜レートの上昇効果が少ないことから、本発明においては、当該粒界長さ割合が１５％以上であることを要件としており、好ましくは２５％以上であり、より好ましくは４０％以上であり、例えば２５％以上９０％以下とすることができる。本発明では、前記対応粒界は典型的にはΣ７であるため、Σ７対応粒界長さの割合を上記の長さの割合とする。
【００３１】
本発明においては、Σ７対応粒界の長さ割合を以下の方法で測定する。まず、本発明においては、隣接する結晶の方位差が５°以上であるときに各結晶の間を結晶粒界とみなす。なお、インジウムにおいては、共通回転軸が＜１１０＞軸、回転角約８５°（８５．５°±１°）となる。等価な関係であれば、他の共通回転軸、回転角でもよいが、一般にＥＢＳＰにて測定を行う場合、最も小さい回転角で表示される。
【００３２】
対応粒界Σ７の割合を求める方法としては、本発明では、ＦＥＥＰＭＡ（Field Emission Electron Probe Micro Analyzer）によるＥＢＳＰ（Electron Backscatter Diffraction Pattern）法を採用する。この方法は、試料表面に斜めに電子線を当てたときに生じる後方散乱電子回折パターン（菊地パターン）に基づき、結晶方位を解析する方法である。この方法では次のような手順で解析が行われる。まず、測定対象となるターゲット材料表面の測定領域（観察視野３．５ｍｍ×３．５ｍｍ）を通常、六角形の領域（ピクセル）に区切り、区切られた各領域について得られた菊地パターンを、既知の結晶構造のデータと比較し、その測定点での結晶方位を求める。ステップ（隣り合った測定点同士の間隔）は２０μｍとする。同様にして、その測定点に隣接する測定点の結晶方位を求め、両方の結晶の方位差が５°以上であればその間（両方の六角形が接している辺）を粒界とし、５°未満であれば両者を同一の結晶とする。このようにして、試料表面の結晶方位および結晶粒界の分布を求める。次に、観察視野中に含まれる結晶粒の粒界の長さの総和をＥＢＳＰ付属のソフトウェアを用いて算出する。また、同様にＥＢＳＰ付属のソフトウェアを用いて、各結晶粒が対応粒界Σ７になっているか否かを判定し、観察視野中に含まれる結晶粒の粒界のうち、Σ７対応粒界の長さの総和を算出する。（対応粒界Σ７の長さの総和）／（結晶粒界の長さの総和）に１００を乗じて対応粒界Σ７の割合（％）を求める。各観察視野について、全粒界長さに対するΣ７対応粒界の長さの割合を計算し、任意の４箇所の観察視野での平均値を測定値とする。なお、通常市販されているＦＥＳＥＭ／ＥＢＳＰ装置には、インジウム（正方晶）に関して対応粒界を求めるモードはないため、共通回転軸を＜１１０＞、回転角を８５．５°に指定し、Σ７対応粒界の同定を行う。なお、回転角の測定誤差は装置ごとに異なるが、８５．５°±１°の範囲とする。
【００３３】
（孔径５０μｍ以上の空隙の個数割合）
本発明に係るインジウムターゲットは好ましい実施形態において、孔径５０μｍ以上の空隙が１個／ｃｍ3以下である。ターゲット内部に存在する空隙、とりわけ孔径０．５ｍｍ以上の大きな空隙はスパッタ中に異常放電を発生させる原因となるために極力少なくすることが望ましい。インジウムターゲットを溶解鋳造する際、冷却速度が大きいとターゲット内部に空隙ができてしまうために、スパッタ中に異常放電が発生しやすいという問題がある一方で、冷却速度を小さくすると、特に大型のターゲットを作製する場合にはインゴットサイズが大きくなるため冷却時間が増大し、インゴットが完全に凝固するまで次の鋳造作業ができないことから、生産性が著しく低下するという問題がある。しかしながら本発明によれば、冷却速度を速めることによって生じた空隙を、プレスや圧延などの圧縮力を加えることにより、生産性と空隙の低減の両立が可能となる。孔径５０μｍ以上の空隙は好ましくは０．５個／ｃｍ3以下であり、より好ましくは０．３個／ｃｍ3以下であり、更により好ましくは０．１個／ｃｍ3以下であり、例えば０〜０．３個／ｃｍ3である。０個／ｃｍ3とすることもできる。
【００３４】
本発明において、孔径５０μｍ以上の空隙の数は電子走査式超音波探傷器で測定する。ターゲットを上記装置の探傷器水槽内にセットして、周波数帯域１．５〜２０ＭＨｚ、パルス繰返し周波数５ＫＨｚ、スキャンスピード６０ｍｍ／ｍｉｎで測定し、得られる像イメージから、孔径５０μｍ以上の空隙をカウントして、測定対象ターゲットの体積から空隙の個数割合を求める。ここで、孔径とは像イメージの孔を取り囲む最小円の直径で定義される。
【００３５】
（本発明に係るインジウムターゲット部材の製造方法）
次に、本発明に係るインジウムターゲット部材の製造方法の好適な例を順を追って説明する。まず、原料であるインジウムを溶解し、鋳型に流し込む。使用する原料インジウムは、不純物が含まれていると、その原料によって作製される太陽電池の変換効率が低下してしまうという理由により高い純度を有していることが望ましく、例えば、９９．９９質量％以上、典型的には９９．９９質量％〜９９．９９９９質量％の純度の原料を使用することができる。その後、室温まで冷却して、インジウムインゴットを形成する。冷却速度を高くすることで生産効率は向上するが、空隙が発生しやすい。しかしながら、本発明によれば、プレスや圧延などの圧縮力を加えることにより空隙を小さくすることができるので、例えば、８℃／ｍｉｎ以上、好ましくは１０℃／ｍｉｎ以上、典型的には８〜１２℃／ｍｉｎの速度で冷却することが可能となる。
【００３６】
次に、溶解鋳造によって得られたインゴットに対して、プレス、圧延等の塑性加工を施すにより、歪を挿入する。溶解鋳造後のインゴットには対応粒界をもつ結晶粒子がほとんど存在しないが、圧延等によりインジウムに歪を挿入することによりΣ７対応粒界が増加する。塑性加工は冷間であってもよく、熱間であってもよい。塑性加工の総圧下率が低すぎると対応粒界が十分に増加しない一方で、総圧下率が高すぎると加工前のインゴット厚みを大きくする必要があり、生産性、ハンドリングが悪いことから、総圧下率が１５〜９０％となるようにプレスや圧延を実施することが好ましく、総圧下率が５０〜８５％となるようにプレスや圧延を実施することがより好ましい。
【００３７】
本発明のより好適な方法として、プレスや圧延といった塑性加工を行った後に、熱処理を加えることができる。熱処理を加えることにより直線状粒界を有する結晶粒が有意に成長し、直線状粒界割合および直線状粒界を有する結晶粒の面積割合を高めることができ、より成膜レートを高めることができる。熱処理の方法としては、例えば材料を８０〜１５０℃×１０〜３００分、典型的には１００〜１４０℃×６０〜１８０分で加熱する方法がある。熱処理の時間は１０分未満の場合ほぼ効果が見られないが、１０分以上であれば前記効果が見られる。加熱時間は３００分超としてもよいが、熱処理設備の占有など生産性の低下を招くため、１０〜３００分程度が好ましい。対応粒界長さの割合は０％から２０％程度、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合は０％から２５％程度までの間で飛躍的な成膜レート上昇効果がみられるものの、それ以上の領域では成膜レートの上昇効果は緩やかになるため、熱処理に関しては生産性との兼ね合いにより省略しても良い。
【００３８】
塑性加工後のインジウムタイルの厚みは特に制限はなく、使用するスパッタ装置や成膜使用時間等に応じて適宜設定すればよいが、通常３〜２０ｍｍ程度であり、典型的には５〜１８ｍｍ程度である。
【００３９】
このようにして得られたインジウムターゲット部材はバッキングプレートとボンディング材を介して貼り合わせ、スパッタリングターゲットとすることができる。
【００４０】
インジウムターゲット部材の形状加工はバッキングプレートと貼り合わせる前後の何れで実施してもよい。また、酸洗や脱脂をスパッタリングターゲットの製造工程中で適宜実施してもよい。
【００４１】
このようにして得られたインジウムスパッタリングターゲットは、ＣＩＧＳ系薄膜太陽電池用光吸収層作製用のスパッタリングターゲットとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００４３】
＜実施例１＞
縦２５０ｍｍ、横１６０ｍｍ、深さ８０ｍｍ（内寸）のＳＵＳ製の鋳型に１７０℃で溶解したインジウム原料（純度４Ｎ）を鋳型の深さ６．３ｍｍまで流し込んだ後、室温まで放冷（約１．５℃／分）し、インゴットを作製した。続いて、厚さ６．３ｍｍから総圧下率で２０％となるよう冷間圧延し、厚さ５ｍｍのターゲット部材となるタイルを作製した。このタイルを多角柱状に切断し、直径２５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅製のバッキングプレートにボンディングし、旋盤により直径２０４ｍｍ×厚み５ｍｍの円盤状に加工し、インジウムターゲットを作製した。
【００４４】
＜実施例２＞
総圧下率が３０％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００４５】
＜実施例３＞
総圧下率が５０％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００４６】
＜実施例４＞
総圧下率が６５％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００４７】
＜実施例５＞
総圧下率が８０％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００４８】
＜実施例６＞
総圧下率が９０％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００４９】
＜実施例７＞
鋳造時の冷却速度を１０℃/ｍｉｎとした（急冷）以外は実施例５と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例８＞
実施例１と同様の方法で鋳造インゴットを作製し、続いて総圧下率が２０％となるようにインジウムインゴットの厚さを調節し、プレスを行なった。その後、このタイルを多角柱状に切断し、直径２５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅製のバッキングプレートにボンディングし、旋盤により直径２０４ｍｍ×厚み５ｍｍの円盤状に加工し、インジウムターゲットを作製した。
＜実施例９＞
総圧下率が３０％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１０＞
総圧下率が５０％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１１＞
総圧下率が６５％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１２＞
総圧下率が８０％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１３＞
総圧下率が９０％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１４＞
鋳造時の冷却速度を１０℃/ｍｉｎとした（急冷）以外は実施例１２と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１５＞
実施例１と同様にインジウムタイルを作製した後、１２０℃で２時間大気中で熱処理を加えた他は、実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１６＞
実施例５と同様にインジウムタイルを作製した後、１２０℃で２時間大気中で熱処理を加えた他は、実施例５と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１７＞
実施例８と同様にインジウムタイルを作製した後、１２０℃で２時間大気中で熱処理を加えた他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜実施例１８＞
実施例１２と同様にインジウムタイルを作製した後、１２０℃で２時間大気中で熱処理を加えた他は、実施例１２と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００５０】
＜比較例１＞
直径２５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの銅製のバッキングプレート上にＳＵＳ製の鋳型（内径２０５ｍｍ×高さ１５ｍｍ）を作製し、１７０℃で溶解したインジウム原料（純度４Ｎ）を鋳型の深さ１０ｍｍまで流し込んだ後、室温まで放冷（約１．５℃／分）した。その後、旋盤加工により直径２０４ｍｍ×厚み５ｍｍの円盤状に加工し、インジウムターゲットを作製した。
＜比較例２＞
鋳造時の冷却速度を１０℃／ｍｉｎにした以外は比較例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００５１】
＜比較例３＞
総圧下率が５％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００５２】
＜比較例４＞
総圧下率が１０％となるように圧延前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例１と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜比較例５＞
総圧下率が５％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
＜比較例６＞
総圧下率が１０％となるようにプレス前のインジウムインゴットの厚さを調節した他は、実施例８と同様にしてインジウムターゲットを作製した。
【００５３】
得られた各インジウムターゲットに対して、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合、Σ７対応粒界長さ割合、及び孔径５０μｍ以上の空隙の個数割合を以下の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００５４】
（直線状粒界を有する結晶粒の面積割合）
先述した方法に従って塩酸でエッチングしたのちデジタルカメラにて撮影し、画像処理ソフト（Ｏｌｙｍｐｕｓ社製ａｎａｌｙＳＩＳ  ＦＩＶＥ）を使用して、計測した。
【００５５】
（対応粒界をもつ結晶粒子の粒界長さ割合）
各実施例及び比較例について、ＦＥ-ＥＰＭＡ（日本電子株式会社製  ＪＸＡ８５００Ｆ）を用いたＥＢＳＰ法により結晶方位の測定を行い、先述した方法に従って、結晶粒界におけるΣ７対応粒界の割合を求めた。なお、解析用のソフトウェアにはテクセムラボラトリーズ社製ＴＳＬ  ＯＩＭ  Ａｎａｌｙｓｉｓを使用した。
【００５６】
実施例及び比較例で得られたインジウムターゲットについて、スパッタ開始からの成膜レートを測定した。具体的には、下記条件でスパッタし、得られた膜の厚さを触針式表面形状測定器（アルバック社製Ｄｅｋｔａｋ８）によって測定し、膜厚を成膜時間（３ｍｉｎ）で除することにより成膜レートを算出した。さらに下記条件で１ｈ連続スパッタを行い、アーキング数を目視の方法により測定した。
スパッタリング条件は次の通りである。
・スパッタリング装置：  キャノンアネルバ社製、ＳＰＦ−３１３Ｈ
・スパッタガス：  Ａｒ
・スパッタガス圧：  ０．５Ｐａ
・スパッタガス流量：  ５０ＳＣＣＭ
・スパッタリング温度：  Ｒ．Ｔ．（無加熱）
・投入スパッタパワー密度：  ２．０Ｗ／ｃｍ2
・基板：  コーニング社製イーグル２０００、φ４インチ×０．７ｍｍｔ
【００５７】
（孔径５０μｍ以上の空隙の個数割合）
孔径５０μｍ以上の空隙の個数割合は、先述した方法に従って、日本クラウトクレーマー株式会社製の電子走査式超音波探傷システムＰＡ−１０１を使用して測定した。
【００５８】
【表１】
0005183818.tif 000002
【００５９】
（考察）
上記結果より、本発明に係るスパッタリングターゲットを使用してスパッタすることにより、高い成膜レートで成膜できることが分かる。
比較例１は塑性加工を行わなかった比較例であり、発明例に比べて成膜レートが遅い。また、空隙が多く、アーキングが多くみられた。
比較例２は比較例１と比べ鋳造時の冷却速度を速くした例であり、空隙数が増え、それに伴いアーキング数の増加がみられた。
比較例３〜６は、総圧下率が低かった例であり、直線状粒界を有する結晶粒や対応粒界を確認できるものの、割合が小さいため成膜レート上昇効果が小さく、比較例１と比べてわずかな成膜レート上昇効果がみられる程度であった。また、比較例１と比べ空隙の減少はわずかで、アーキングの減少効果は少なかった。
実施例１は参考例である。適切な総圧下率で圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が１０％以上、対応粒界長さ割合が１５％以上となり、比較例１に比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例２は参考例である。総圧下率を３０％として圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が２０．１％、対応粒界長さ割合が２３．６％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例３は参考例である。総圧下率を５０％として圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が３５．２％、対応粒界長さ割合が４０．３％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例４は参考例である。総圧下率を６５％として圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が６５．１％、対応粒界長さ割合が４５．６％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例５は参考例である。総圧下率を８０％として圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が８７．１％、対応粒界長さ割合が６９．５％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例６は参考例である。総圧下率を９０％として圧延を実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が９５．２％、対応粒界長さ割合が８３．３％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例７は参考例である。鋳造時に急冷したため、圧延前には空隙個数は比較例２と同等となっているが、総圧下率を８０％として圧延を実施したことで、空隙が大幅に減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例８は参考例である。総圧下率を２０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が１６．３％、対応粒界長さ割合が１９．５％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例９は参考例である。総圧下率を３０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が２２．５％、対応粒界長さ割合が２０．４％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１０は参考例である。総圧下率を５０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が３８．５％、対応粒界長さ割合が３８．４％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１１は参考例である。総圧下率を６５．０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が６３．１％、対応粒界長さ割合が４５．１％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１２は参考例である。総圧下率を８０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が８５．１％、対応粒界長さ割合が７０．１％となり、比較例と比べて成膜レートが向上した。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１３は参考例である。総圧下率を９０％としてプレスを実施したことで、直線状粒界を有する結晶粒の面積割合が９６．５％、対応粒界長さ割合が８６．４％となり、比較例と比べて成膜レートが向上し、全実施例中最大となった。また、比較例と比べ、空隙が減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１４は参考例である。鋳造時に急冷したため、プレス前には空隙個数は比較例２と同等となっているが、総圧下率を８０％としてプレスを実施したことで、空隙が大幅に減少し、それに伴いアーキングの減少がみられた。
実施例１５は参考例である。総圧下率２０％で圧延した後、熱処理を加えることで直線状粒界を有する結晶粒の面積割合および対応粒界長さ割合が上昇し、成膜レートもまた上昇した。
実施例１６は発明例である。総圧下率８０％で圧延した後、熱処理を加えることで直線状粒界を有する結晶粒の面積割合および対応粒界長さ割合が上昇し、成膜レートもまた上昇した。
実施例１７は参考例である。総圧下率２０％でプレスした後、熱処理を加えることで直線状粒界を有する結晶粒の面積割合および対応粒界長さ割合が上昇し、成膜レートもまた上昇した。
実施例１８は発明例である。総圧下率８０％でプレスした後、熱処理を加えることで直線状粒界を有する結晶粒の面積割合および対応粒界長さ割合が上昇し、成膜レートもまた上昇した。
【要約】      （修正有）【課題】高い成膜レートが得られるインジウムスパッタリングターゲットを提供する。【解決手段】スパッタリングされる表面に直線状粒界を有する結晶粒をもち、当該結晶粒の面積割合が６５．１％以上であるインジウム製スパッタリングターゲット部材。インジウムインゴットに対し、総圧下率６５〜９０％の塑性加工し、次いで１２０℃で２時間以上熱処理を行う工程を含むインジウムターゲットの製造方法。【選択図】図１【図１】
0005183818.tif 000003
【図２】
0005183818.tif 000004